Ein Kniefräser ist eine Art Vertikalfräsmaschine, bei der sich nicht der gesamte Tisch stationär, sondern entlang der y- oder vertikalen Achse bewegen kann, einer Richtung, in der sich das Werkstück in Bezug auf das Fräswerkzeug bewegen kann, das es formt. Anders als bei herkömmlichen Fräsmaschinen, bei denen sich der Tisch nur in beiden x- bzw. horizontalen Achsen bewegen kann und der Kopf, bestehend aus meist feststehendem Oberschlitten und Spindel, für alle Bohr- und Bohrbewegungen entlang der y-Achse verantwortlich ist . Die Kniemühle unterscheidet sich von den meisten Fräsmaschinen auch durch ihren Kopf, der sich auch entlang einer x-Achse bewegen kann. Bridgeport-Fräser sind Kniefräser und können aufgrund ihrer Bewegungsfähigkeit eine Vielzahl von Werkstückgrößen aufnehmen.
Vertikalfräsmaschinen arbeiten und formen Metall auf ähnliche Weise. Anders als bei einer Holz- oder Metalldrehmaschine, bei der sich das Werkstück mit hohen Umdrehungen dreht und von einem stationären Werkzeug geschnitten wird, macht eine Fräsmaschine genau das Gegenteil. Hier wird das Werkstück stationär gehalten und auf den Tisch gespannt, während sich die Fräswerkzeuge mit sehr hohen Drehzahlen drehen, um präzise Schnitte zu erzielen. Die Unterschiede zwischen den Fräsmaschinentypen liegen in der Regel darin, wie die Position des Werkstücks bewegt wird.
Wie die meisten Fräsmaschinen ist auch eine Kniefräse in der Lage, eine unglaublich große Vielfalt an Schneid- und Umformprozessen durchzuführen. Einige dieser Prozesse umfassen Oberflächenbearbeitung, Schneiden und Schlitzbearbeitung. Durch den Einsatz von Fräswerkzeugen, die Bohrern sehr ähnlich sind, ist ein derart breites Umformspektrum möglich. Diese Metallbearbeitungswerkzeuge gibt es in vielen verschiedenen Formen und Größen, die alle bei der Verwendung unterschiedlich große Formen schneiden.
Der Kniefräser kann sehr nützlich sein, wenn es um die Bearbeitung größerer Objekte geht. In einigen Szenarien liefert eine bewegliche Spindel nicht genug Drehmoment, um vertikale Löcher zu bohren, ein Vorgang, der auch als Bohren bezeichnet wird. Kniefräser hingegen haben stationäre Spindeln, und alle Bewegungen der y-Achse werden durch den Tisch ausgeführt, auf dem sich das Werkstück befindet. Diese Anordnung führt zu einer deutlichen Drehmomenterhöhung, wodurch Löcher in härteres Material gebohrt werden können. Ein weiterer Vorteil der Kniefräse ergibt sich auch aus der vertikalen Bewegung des Tisches, da durch eine Erhöhung der Höhenleistung auch größere Objekte bearbeitet werden können.